方舟子：以热力学定律的名义
编者按：一部分人文学科背景的左派同志，经常对专业的科学技术问题发表意见，但却缺乏应有的科学素养，结果经常上伪科学骗子的当，浪费了宝贵的革命精力，转移了运动大方向。《熵：一种新的世界观》一书，自从被列入乌有之乡真实世界书目，就一再被很多左翼同志不加批判地援引。方舟子虽然政治立场偏右，但不应因人废言，他对科学问题的很多意见是值得认真对待的。我们必须遵照列宁的教导，用人类所有最先进的科学文化来武装自己，才能将左翼运动健康地推向前进。
上个世纪50年代，一个名叫C.P.斯诺的英国科学家和小说家出版了一本著名的著作《两种文化》，指出科学与人文学在现代社会中被割裂成两种无法交流的文化，而这成了解决世界问题的主要障碍。这本名著国内先后出过三个译本，但是三个译本的译者的英文水平都让人不敢恭维。比如书中有一段后来经常被引用的话，是用并不复杂的英文写的，三个译本却都译错了。这段话说的是：
“我曾经多次参加过一些聚会，与会者根据传统文化的标准都被认为受过良好的教育，并且他们一直兴致勃勃地对科学家没有文化修养的现象表示难以置信。有那么一两次，我被激怒了，问与会者他们当中有多少人能够描述热力学第二定律。他们的反应很冷淡，回答也是否定的。然而，我所问的问题，在科学领域其程度相当于问：你们读过一本莎士比亚著作吗？”
然而时代毕竟不同了。在现在，如果再向人文学者问同一个问题，有许多人不仅会向你描述一番他们理解的热力学第二定律，而且还会自以为比物理学家更懂热力学第二定律，甚至兴致勃勃要用它来处理科学问题或社会问题呢。热力学第二定律和哥德尔不完备定理、测不准原理、光的波粒二相性一起，成了人文学者最喜欢引用的四大“科学原理”。
但是高中物理并不介绍热力学第二定律，许多经常把热力学第二定律挂在嘴上的人，实际上并不理解它讲的是什么。热力学第二定律通常有三种表达方式：一、热不可能自发地、不以消耗功为代价地从低温物体传到高温物体；二、任何热力循环发动机不可能将所接受的热量全部转变为机械功；三、在孤立系统内实际发生的过程中，总是使整个系统的熵的数值增大。
前两种表述听上去过于“机械”，人们最爱引用的是第三种表述，也称为“孤立系统熵增原理”。熵可以被通俗地定义为混乱度，所以第三种说法可以通俗地表达为：在孤立系统，混乱程度总是变大，或者说，由组织至分解，由复杂变简单，由秩序至混乱。由于进化论认为简单的生物能够自发进化成复杂的生物，神创论者因此根据热力学第二定律的通俗说法，断言进化论违背热力学第二定律。
神创论者在引用热力学第二定律的通俗说法时，完全无视了其前提：孤立系统。所谓孤立系统，是指与外界不发生相互作用，即与外界无热量、功和物质交换的热力学系统。地球不是一个孤立系统，它与外界有能量交换：吸收太阳能和散发热量；又有物质交换：陨石坠落；所以它是一个开放系统。在开放系统中，熵可增可减，可以由简单变复杂，无序变有序。即使是在一个孤立系统中，也有可能在全体熵值变大的同时，局部的熵值减小。
在自然界中，“自发”由简单变复杂，无序变有序的现象屡见不鲜。所有的生命现象（比如鸡蛋变成小鸡、小鸡变成大鸡）都是这种“违背”热力学第二定律的现象。即使是非生命现象，这种现象也不少，雪花、沙丘、晶体、旋风、石钟乳的形成，都是大家熟悉的例子。
“熵”的崇拜者并不仅限于宗教信徒。美国有一位学文科出身的社会活动家里夫金在1980年出版《熵：一种新的世界观》，原著在美国已绝版，在里夫金现在的简介中甚至不好意思把这本书列入。但是正所谓墙里开花墙外香，这本书自从1987年被译介到中国来，其声名在中国就长盛不衰，它对“热力学第二定律”的歪曲性介绍做为课文被选入高中《语文》去误导没能在物理课上学到热力学第二定量的中学生。近来国内一位哲学系教师出版一本“环保”著作《未来的世界是垃圾做的吗》，也是根据“里夫金对热力学第二定律的表述”演绎而成。
这位哲学系教师声称，地球的命运就是成为一个大垃圾堆，科学技术的进步不仅不能解决垃圾问题，反而只是加速这个世界末日的到来。“即使能源危机能够解决，垃圾问题仍然无法解决。因为输入越强大的能量，会产生越多的垃圾。”“按照《熵》的作者里夫金对热力学第二定律的表述：能量总是从能用的变成不能用的，物质总是从可用的变成不可用的。在全球化的物资和能量转化链中，低熵状态的原始森林、矿藏、天然水体，最终必然变成高熵状态的垃圾场。垃圾，是一切物资和能量无可逃脱的宿命。”“对此，大部分人仍然乐观：等到将来，科学发展了，这些填埋的垃圾还是可以再回收利用的。然而，这个幻想违背了热力学第二定律。”
问题是物理学上并不存在里夫金表述的那个“热力学第二定律”。那是没有学过普通物理学的里夫金杜撰出来的，和神创论者一样，是对热力学第二定律的第三种表述“孤立系统熵增原理”的歪曲。如前所述，地球并不是一个孤立系统，而是一个开放系统，从外界（太阳）吸取了大量的能量。而只要有外界能量的输入，就可以使整个系统的熵值减小，让垃圾转变成可用的物质。所谓“输入越强大的能量，会产生越多的垃圾”的说法，不仅不是依据热力学第二定律得出的，而是从根本上违背热力学第二定律的。
这位哲学系教师以唱衰科学、反科学主义为己任，却如此信奉一位文科学者杜撰出来的“科学定律”，以之做为昭示世界未来的“科学指南”，这不是很讽刺吗？
2010.2.8
（《中国青年报》2010.2.10.）
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对地球这个子系统来说,它的局部的熵是可能负增长的.但对宇宙这个最大的封闭系统来说,它的总熵是不可逆转地增大的.方某人怎么不说这个呢?比如说,对社会的一部分人来说,他们的财富是增加的,但对整个社会来说,不公平的财富分配,最终会导致全部社会财富走向毁灭.
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col 回复:
三月 7th, 2010 at 7:20 下午
在宇宙尺度上热二律是否成立仍有疑问。
但是西方确实有所谓“科学主义”。我的理解就是事实上的科学主义就是握着一个锤子（比如热二律）就把整个世界当做一个钉子，完全无视其它因素（甚至可能是主要因素）。方舟子本人不也是如此么？跑出来否定中医。他不明白虽然中医并非现代科学，但是却并非伪科学。中医是按照一个哲学体系（或者叫公理体系？），把人体当做黑盒子进行拟合的结果。事实上中医在今天也远非无所作为。
另外，方舟子完全不必神叨叨地背诵他人对神创论的反驳。在一个封闭体系内，只要存在不均衡，亦有可能自发产生有序。
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meme 回复:
三月 9th, 2010 at 9:26 下午
说热力学第二定律不成立吗，你的理由是存在不均衡，请问，何为均衡。而你所说的不均衡又是怎么来的呢？
请问，在谈热力学第二定律的时候插入关于均衡的话题，有何依据？
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col 回复:
三月 10th, 2010 at 1:43 下午
第一，我说的是在宇宙尺度上热二律是否成立仍有疑问，不是“热力学第二定律不成立”
第二，我说的在宇宙尺度上热二律是否成立仍有疑问，理由不是“存在不均衡”
第三，均衡是对物质和能量说的。“不均衡又是怎么来的呢”好像在问“先有鸡还是先有蛋”
第四，引用那段有序自发产生只是觉得方舟子也号称博士，反驳别人时居然自己没动过脑子有点奇怪。
上面写错了：在一个孤立体系内，只要存在不均衡，亦有可能自发产生有序。封闭体系不及孤立体系严格，不能说明方舟子兄抄书的问题。
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不管什么宇宙不宇宙，对于一个孤立系统来说，还没有找到任何反对人力学第二定律的经验证明，如果找到了，那肯定是轰动科学界的大事
即使说到宇宙，咱们都没有见完，谁知道呢？比如我说在我们看不见的宇宙的某个角落，有个上帝在那里，你能反驳吗？你只能说我没证据。同样，你提出那个，我也只能质疑你没有证据。
守恒和均衡不是相同的概念。
至于说到科学主义。我想申明一点：1 科学必定不是对我们生活的世界的最终认识 2 但是，我们关于这个世界的最可靠的认识只有科学 3 对科学的怀疑本身不是真理，而只是一种怀疑的意见，这种立场之所以能存在，就在于任何真理都是相对的
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1、对热二律的这种存疑正是科学固有的谨慎态度。
2、在没有必要的条件下引入一个上帝违反奥科姆剃刀原理。
3、守恒是热一律管的事。没有谁试图在大尺度上推倒热一律。
4、把科学结论任意外推到其限定条件外不是科学态度，但是却是科学主义的态度。
5、再说一遍，提到均衡只是因为这个例子对方舟子来说本来更好
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那你应该继续质疑能量守恒啊
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col 回复:
三月 14th, 2010 at 12:00 上午
你这种回复有意思么？我在讨论文章，你在扯什么？
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col 回复:
三月 14th, 2010 at 12:08 上午
顺便告诉一下，在微观尺度上存在量子起伏，dE*dt>=h/2*pi
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meme 回复:
三月 14th, 2010 at 3:59 下午
你在这里炫耀你的自然科学知识么？讨论热力学第二定律需要提到这个吗？
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dej 回复:
三月 14th, 2010 at 5:38 下午
他这倒没错，热二熵增是宏观原理，微观下要用克劳修斯的熵定义，微观下可以发现熵实际是离散随机变量，在宏观的统计意义上才能说熵始终增加。
dej
那你认为方舟子在这个问题上说错了吗？
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而只要有外界能量的输入，就可以使整个系统的熵值减小，让垃圾转变成可用的物质
只要……就……？如果输出更多呢？方舟子有没有学过基本形式逻辑？
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如果说理论要实验验证，那么实验也有了，怎么还说是虚的？
如果说实验要理论解释，那么理论也有了，怎么还说是伪的？
目前热衷热力学第二定律的人可不只一两个民科。热力学第二定律受到了越来越多学者的关注。在 Springer 里搜索 The Second Law Of Thermodynamics。标题是很醒目的，除非不认得英文。
如果觉得论文作者的身份以及期刊公信力很重要，那么就请看看那些外国作者的身份和期刊。越来越多的人开始集中讨论一个问题不得不引起重视。方舟子在和世界潮流对抗。
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黑夜里的牛 回复:
五月 18th, 2010 at 11:49 上午
你的意思是热力学第二定律可能要被推翻或者修正了？有没有关于这方面的比较靠谱的中文科普文章。
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哦，不，没有中文的，也不认为那是科普文章。这是因为国内的专家多数都是吃素的。绝好的机会都让给外国人了。在国内艰辛地讲道理的被看作民科。目前还剩下一个实打实的，徐业林的无偏二极管假不了。将来被外国人重复发现实验现象以后就知道首先发现者是徐业林。我看即使到那时还是会有争议。外国人可是为了首先发现之名义什么辩护词都说的出来的。国内早点承认徐业林能省很多麻烦。
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无偏二极管不是“永动机”
http://www.gmw.cn/01gmrb/2005-04/21/content_219445.htm
这篇文章说得很清楚啊。无偏二极管不违反热力学第二定律啊。你看看。这个作者还是参与主持无偏二极管验证试验的专家。还是支持无偏二极管的
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是的。在表述上是有一些混乱。这也让方舟子钻了空子。热力学第二定律，麦克斯韦妖，第二类永动机的关系紧密。只要热力学第二定律动摇一丁点，另外两个都难免从 绝不可能 变成 绝对事实。
无偏二极管的实验违反以前我们认识的热力学第二定律。徐业林在论文里修改了热力学第二定律。真的不可以把修改后的热力学第二定律和从前的热力学第二定律混淆。从前的热力学第二定律是错误的，麦克斯韦妖和第二类永动机变成了真实存在。
很多人支持无偏二极管。但又帮着说不是第二类永动机，很难让方舟子等人服气。支持无偏二极管就应该说第二类永动机是真实存在的。说不存在的人，应该把热力学课程和实验过程都学习到位。认识到新旧科学的矛盾所在。然后凭自己的良心选择哪一条是真理。
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很多人通过如下方法否认无偏二极管：
徐业林的那篇论文是2000年发表的，现在都2010年了。如果是真的，早该得到广泛的应用，而现在没有，所以是假的。
其实人应该从多种角度思考问题，不能单一：
徐业林的那篇论文是2000年发表的。论文里有实验方法，有实验数据，有创新的理论解释。如今2010年了，除了徐老先生的解释以外，没有其他能成功解释这种实验现象的理论，没有一个其它解释拿出数据来。
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我觉得跟第二定律不矛盾啊。按照那种说法。文章最后不是用风力发电和水力发电来做类比吗？
不知道你为什么要声称热力学第二定律被推翻了或者说需要修正。
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其实，课本上的热力学第二定律与现在很多人提出的反例很矛盾。
最开始还只是有人不断地提出思想实验。古老又经典的思想实验是麦克斯韦妖。还有一个棘轮和掣爪。
后来不再是思想实验，而是对现实的理解。如布朗运动的微粒子是机械运动还是热运动。机械运动意味着再小也能通过传动机构引出来，并转化成其他形式能量。又如射电天线能接收低温物体的热辐射吗？回答能倒没什么话说，回答不能就要再问宇宙微波背景辐射是怎样被探测到的？
再后来就连对现实的理解也更上一层楼。真的有人在实验室里做出样品来了。这就是无偏二极管。艰难的是热力学第二定律已捷足先登，占领了更多专家的头脑。他们不愿意再为了检验热力学第二定律而做些什么。而是用热力学第二定律为基本原则，说无偏二极管是假的。不过专家倒也没有说是伪科学。说伪科学的那个人姓方，大家都认识。
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射电天线能接受低温物体的热辐射，但是他自己也会辐射能量出去，二者之差如何计算。我觉得你说这些不足以证明热力学第二定律失败了。包括麦克斯韦妖，同样有人反驳啊，你开门关门不做功么？这些东西都是从百度百科知道的。
我不太相信你这样两句话就能驳倒热二律。而且，你提出的反驳在百度百科上都能搜到不止一个人问，可见这些一件并不是很难想到的。在漫长的一百多年中，肯定有很多人能会提出各种各样的诘难，但是热二律依然被视为成立的。我觉得还是有必要多想想再说
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是的。那些宣称“成功地失败”的思想实验还没有成功地失败。
麦克斯韦妖涉及开门和关门动作。有理论说到：获得前来的粒子速度信息，然后开门和关门是要做功的。其实制造被动的开门和关门不需要额外的功。我认为某位网友讲的有道理：气体的止逆阀就能做到不需要额外的功而开门关门。气体的止逆阀能使一边的气体分子走向另一边而回不来，并且不用事前得到粒子速度信息。
棘轮和掣爪也没完。费曼认为掣爪的力量大到不能让棘轮走过一个齿。其实提出棘轮和掣爪的思想就是掣爪的弹力很小，能让棘轮单向地滚动。
在漫长的一百多年中，技术上无法做到，所以相当长的一段时间里人们在做思想实验和对现实的理解。现在技术上做到的实验是无偏二极管。可艰难的是专家太难放下热力学第二定律，然后来承认无偏二极管。
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维护热力学第二定律的人经常提到一个原理并重复着：熵增原理。
要提醒得是熵增原理是在总结热力学第二定律之后提出的，它建立在热力学第二定律的基础之上。如今在前台被重新审视的正是热力学第二定律。拿熵增原理出来无碍。
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总不能根据一两个试验就推翻热力学的基本定律。在学术界还没有接手之前，作为学术界外行的人还是保守一点好。因为有太多玩水变油的魔术的人了。所以，那个二极管即使真的推翻了热力学的定律，也必须先向理论挑战。等待物理学本身被修正的时候，才能要求学科的外行或者一般应用者接受。不能够要求人直接接受前沿的东西啊，毕竟我们都不是内行。
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同意这句话：等待物理学本身被修正的时候，才能要求学科的外行或者一般应用者接受。
产生一个问题。怎样叫做物理学本身被修正的时候？现在不正是在修正吗？在这个修正的过程中，哪些人积极，哪些人消极？对比一下国外和国内。再对比一下什么科和什么科。就知道哪些人在坐以待毙了。
既学习热力学课本，又了解争议焦点，还具有科学理智的人即为内行。相信前沿太草率了不对。迷信权威太深入了也不对。现在只能凭自己的良心选择。认为自己是外行就赶快学习热力学课本，了解争议焦点，修炼科学理智。
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你这样说我觉得不对，你应该争取的是内行认可，而不是外行同情。外行即使说这个是对的，也没用啊。课本里面至少还没有否定热力学第二定律。让外行来学习我觉得不对。外行没有必要去学习。这么多学科，每个学科都有前沿，不能要求每个人都去了解。在这种情况下，如果某个人生成推翻了某个定律但是没有得到学术界的认可，那么，就必须忍受外行对你的负面看法。这没办法。因为在确证之前，我们也不知道到底对不对。如果是骗人的。我们又怎么知道呢？只能相信学术界
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我不是我一人。我代表与我同样感受的人说些张扬跋扈的话。内行和外行，谁来做裁判？因为更多人是不需要学习非本行知识的，所以他们遇到其他专业的问题都会向权威看齐。
疑问是，权威内部都是些什么人？就涉及热力学第二定律的课题来说，我们不相信权威内部是学习热力学课本，了解争议焦点，具有科学理智的人。他们内部曾经出现过科学理智的人，后被他们的多数人排除在外。如此环境下生存的权威，我们不相信它的寿命会有多长。令人自嘲的是，它还是有点顽强。
我们不仅争取内行的认可，而且还要发展更多内行。现在根本不是缺少确证。而是缺少一个承认确证的权威。如果现在的权威不行，那么我们就要替换它。
外国的权威敢创新、敢在期刊上说，国内的权威不敢创新，不敢认同创新的论文上期刊。看看外国人说的内容和国内的民科说的内容多么接近呀。到时候说谁先发表的？他们有期刊证明，而我们只有网络论坛。
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黑夜里的牛 回复:
五月 21st, 2010 at 9:29 下午
@kknnee, 还有，国外争论出结果了吗？
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kknnee 回复:
五月 22nd, 2010 at 9:06 上午
@黑夜里的牛,
我观察国外也没有最终结果。但是，就此说事情没有必要再争了，可不对。可想而知，热力学第二定律一旦被修改，就要追本溯源，看谁作出第一贡献。现在外国人在争取发现优先权。国内却不准类似文章发表。所以民科只有在网络上宣传。
某人把热力学第二定律作为基本科学素养来批评他人。实际上基本科学素养不仅仅是热力学第二定律一条。发现许多定律之间有冲突，自然要舍弃最没有说服力的那一条。热力学第二定律是发现卡诺循环机以来的经验定律。没有规定不能超越卡诺循环机。
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黑夜里的牛 回复:
五月 23rd, 2010 at 2:36 下午
@kknnee, 这么说吧。对于我们现在的一般人来说，教科书就是权威的说法。这一现实基本不能改变。我希望你所说的是对的，那样就真的使“宇宙热寂说”破产了，并且实现了恩格斯的预言。你说自然杂志上发的文章就是讲这个的，但是为什么翻译成中文呢？中国人迷信外国人，你们把他们翻译过来不就有说服力了。这是我的一点建议。
你能否翻译一些确实是权威期刊上发表的质疑热力学第二定律的论文。
那我们还可以看看。不然，我们怎么能知道呢。对吧
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只翻译标题好吧。
出现在气体中的稳定工作的不对称无弹性引力产生机制——一个第二定律悖论
Steady-State Work by an Asymmetrically Inelastic Gravitator in a Gas: A Second Law Paradox
D. P. Sheehan, J. Glick, and J. D. Means
热力学合成作用生命(Thermosynthetic是严重的自创词汇。起源photosynthetic光学合成作用，chemosynthetic化学合成作用)
Thermosynthetic Life
D.P. Sheehan
一种固体麦克斯韦妖（敢这样写论文标题在国内谁敢？）
A Solid-State Maxwell Demon
D. P. Sheehan, A. R. Putnam, and J. H. Wright
一种尚未确定的引力麦克斯韦妖的拓扑空间描写
Phase Space Portraits of an Unresolved Gravitational Maxwell Demon
D. P. Sheehan, J. Glick,T. Duncan, J. A. Langton, M. J. Gagliardi, and R. Tobe1
热力学第二定律——基础和现状
The Second Law of Thermodynamics: Foundations and Status
D.P. Sheehan
针对热力学第二定律的挑战——理论和实验（TMD太张扬跋扈了，国内专家看这样写标题还不咬牙切齿，迅速封杀。这不是一篇论文，而是一本书）
Challenges to the Second Law of Thermodynamics: Theory and Experiment
Cápek, V., Sheehan, D.P.
热力学第二定律真的被亵渎了吗？（这是最可爱的一篇综述，讲述了徐业林的工作和Sheehan的“一种固体麦克斯韦妖”。注意Yelin的实验是实物，Sheehan的实验是模拟。）
HAS THE SECOND LAW OF THERMODYNAMICS REALLY BEEN VIOLATED?
Leonardo Chiatti
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And this one:
电荷群作用产生无偏二极管的PN结（别看走眼了。这不是国外的文章。）
The p-n junction of Nonbias Diode is caused by the effect of Charge-group
Wu Xiang
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有人发现两篇在Nature发表的文章展现的就是麦克斯韦妖。
Nature 445 523
doi:10.1038/nature07879（这是Nature网络版）
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这是一本中文的书：
王季陶.现代热力学—基于扩展卡诺定理
就如前面说的一样。不同新著作之间在表述上是有一些混乱。这也是很自然的，因为看到了和从前不一样的认知。每个作者的出发点不可能一致。
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热二律是人类的公敌，请见：
blog.sina.com.cn/aslotd
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